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1、密 级项目编号机神华乌海能源有限责任公司路天煤矿防治水专项安全设计委托单位：神华乌海能源有限责任公司编制单位：中煤科工集团西安研究院二一二年五月密 级项目编号机神华乌海能源有限责任公司路天煤矿防治水专项安全设计委托单位：神华乌海能源有限责任公司编制单位：中煤科工集团西安研究院二一二年五月神华乌海能源有限责任公司路天煤矿防治水专项安全设计委托单位：路天煤矿：梁林秀 王富平 田二会 刘 博承担单位：院 长：董书宁总工程师：虎维岳项目负责：黄选明报告编写：杨志斌参加人员：杨志斌 吕汉江制图人员：杨志斌审 核：黄选明 项远法完成时间：二一二年五月目 录前 言11 井田概况及地质特征51.1 井田概况5
2、1.1.1 地理位置及交通51.1.2 地形地貌及地表水系51.1.3 气象及地震51.2 地质条件71.2.1 区域地层71.2.2 区域构造71.2.3 井田地层71.2.4 井田构造111.3 矿井概况141.3.1 井田开拓与开采141.3.2 提升、排水、通风设备191.3.3 井下运输设备211.3.4 矿井供配电系统211.3.5 矿井安全监控系统221.3.6 矿井人员定位系统261.3.7 矿井通讯系统262 矿井水环境分析302.1 水文地质概况302.1.1 区域地层及含水性简述302.1.2 断裂构造对区域岩溶水的控制作用322.1.3 区域含水层简述322.1.4 区
3、域地下水补给、径流、排泄条件352.1.5 井田水文地质条件352.2 桌子山煤田基底奥陶系岩相及岩性442.3 矿区地下水系统研究472.4 矿井涌水量预测522.5 矿井水文地质类型553 矿井奥灰水文地质条件563.1 奥灰含水层水文地质特征563.2 16号煤层底板隔水层发育规律574 矿井防治水614.1 大气降水水害防治614.2 顶板砂岩水水害防治644.3 奥灰水水害防治694.4 断层水水害防治704.5 老空区积水水害防治724.6 巷道及工作面掘进水害防治804.7 排水系统815 井下探放水855.1 井下探放水措施855.2 探放水安全措施876 矿井防治水规划及管理
4、制度896.1 矿井防治水规划896.2 水害防治管理制度917 水害应急救援937.1 应急预案及实施937.2 排水恢复被淹井巷94前 言神华集团乌海能源有限责任公司路天煤矿(以下简称路天煤矿)位于内蒙古自治区乌海市东南45km，处于桌子山煤田公乌素精查区317号勘探线之间，行政区划隶属乌海市海南区公乌素镇管辖。路天煤矿四采区井采用片盘斜立井开拓，在井筒两侧沿煤层走向布置工作面，走向长壁采煤法，综采放顶煤采煤工艺，主采16#煤层。目前矿井正在回采1604工作面，预计2012年5月1604工作面回采到位，1603工作面预计2012年6月开始回采，矿井剩余服务年限5.5年。目前矿井正常涌水量约
5、为92 m3/h。根据区域地质及水文地质资料，路天煤矿16#煤层可能存在奥陶系灰岩承压水的威胁。2010年3月1日，同属桌子山煤田的骆驼山煤矿在16#煤层回风巷道掘进过程中发生了特大型透水事故，突水水源为16#煤层底板奥陶系灰岩水，最大涌水量约为65000 m3/h，造成了重大人员和财产损失。借鉴神华集团乌海能源有限责任公司公乌素煤矿水文地质补充勘探报告对本矿16#煤层底板奥灰水突水危险性评价表明在无强导水断层或陷落柱等构造发育区段，本矿16#煤层的开采基本不受奥陶系灰岩承压水的影响。目前对本矿四采区井16#煤层开采（1603工作面）的主要水害威胁为公乌素逆断层上盘的二采老综放工作面采空区积水
6、。根据目前掌握的路天煤矿水文地质资料，在总结过去矿井防治水经验教训的基础上，本着技术可行、经济合理的原则，编制本矿井煤层开采的防治水专项安全设计。一、设计的指导思想认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，坚持合理疏放、疏堵结合的指导思想。按照煤矿安全规程和煤矿防治水规定的要求，对影响煤矿安全生产水灾进行分析、论证，采取针对性的措施；提出采空区积水和奥灰水等的综合防治方案；建立健全安全生产管理机构。提高矿井的抗水灾能力，保障矿井安全生产。二、设计的依据1、神华集团乌海能源有限责任公司路天煤矿设计委托书；2、贺兰山煤炭工业公司内蒙古自治区分公司地质勘探公司117勘探队1965年11月提交的内蒙古自治
7、区伊克昭盟桌子山煤田公乌素矿区精查地质报告；3、海勃湾矿务局生产勘探队1989年10月2日提交的内蒙古自治区海勃湾矿务局公乌素露天煤矿生产地质补充勘探报告；4、2006年提交的路天矿四采区矿井安全专篇；5、2006年提交的路天矿采区优化设计；6、中煤科工集团西安研究院水文所2010年编制的神华集团乌海能源有限责任公司路天煤矿矿井水文地质类型划分报告；7、中煤科工集团西安研究院电法所2011年编制的神华集团乌海能源有限责任公司路天煤矿瞬变电磁法探测成果报告；8、中煤科工集团西安研究院水文所2011年编制的神华集团乌海能源有限责任公司公乌素煤矿水文地质补充勘探报告；9、煤炭工业矿井设计规范（GB5
8、0215-2005）；10、煤矿综采采区设计规范（GB50536-2009）；11、煤矿安全手册第五篇(1992版)；12、煤矿安全规程(2011版)；13、煤矿防治水规定(2009版)；14、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程(2000版)；15、煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范(AQ1055-2008)；16、其它相关的法律、法规、规程、规范等；17、神华集团乌海能源有限责任公司路天煤矿提供的现场资料。三、存在问题及建议1、路天煤矿四采区井位于公乌素逆断层下盘，整体是一个倾向东的单斜构造，在四采区井西部9#、12#、16#煤层均有出露地表，由于露采剥离，加之16#
9、煤层采用放顶煤采煤方法，回采后在地表会形成塌陷坑，造成地表天然流场遭到破坏，导致矿井汇水面积增大，暴雨后形成的较大积水区，当煤层采动影响引起的导水裂缝带和地表裂缝贯通，大气降水涌入采空区，易造成较大水害。2、路天煤矿四采区井井田周边分布有9#、12#、16#采空区，遗留的老空区内均存有一定量的积水，随着矿井开发过程，采空区为地下水的聚集提供了有利的空间，虽然进行过部分老空探放水工作，但一次疏放很难将积水疏放干净，探放水工作要长期进行，所需时间较长。因此，在矿井开采过程中，一定要充分警惕打通采空区突水的可能性，建议尽快落实井田内采空区积水、积气情况，为指导矿井的安全建设、安全生产创造条件。严格按
10、照煤矿防治水规定的要求，采取有效的“探放水”措施。3、路天煤矿四采区井东部边界断层公乌素逆断层，其发育位置、形态、富水性等掌握不强，因此，在采掘过程中应把整个断层当做富导水断层对待，断层水害防治按照煤矿防治水规定有关规定执行。4、富水异常区探查，应查明富水异常区，并采取合理的治理措施。首先，应进行物探探查，查明富水异常区的大体位置；然后，在异常区内布置钻探工程进行钻探验证，查明异常区内富水情况；最后，针对查明的富水区，采取疏放水、留防水安全煤柱等措施，以确保矿井掘进和回采工作的安全进行。5、专业技术人员，尤其是地质、水文地质人员极度匮乏，不能满足日常防治水工作需要。6、建议煤矿企业根据煤矿安全
11、规程、煤矿防治水规定及相关规定，结合煤矿实际制定矿井防治水各项管理制度。7、建议煤矿企业要严格执行探放水的有关规定，进一步探查井田及周边采空区积水和断层情况以及16#煤层底板奥陶系灰岩水带压区导水构造情况，并采取相应防治水措施以保障矿井采掘安全。8、建议进一步核实矿井正常涌水量和最大涌水量，为矿井排水系统的设计提供依据。1 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 地理位置及交通神华乌海能源有限责任公司路天煤矿位于内蒙古自治区乌海市东南45km，处于桌子山煤田公乌素精查区317号勘探线之间，井田南北最长约5.0km，东西最宽约1.54km，面积为6.7530km2。行政区划隶属乌海市海南区
12、公乌素镇管辖，其地理座标为：东经：10653451065537北纬：3917553920371.1.2 地形地貌及地表水系矿区地形为丘陵地带，海拔标高为+1195+1247（米），开采标高为12401024m，地形相对高差不大，最大为52米。由于露采剥离，四采区井周边露采坑及排土场遍布，矿区地形地貌发生了巨大变化，矿区天然排泄流场遭到破坏，导致汇水面积增大，给矿区雨季防洪工作带来了不少困难。井田范围内无明显地表水系，公乌素沟横贯矿区中部，一般情况下没有流水，仅在雨季形成洪水从东向西汇集到拉僧庙沟而注入黄河。1.1.3 气象及地震矿区地处干旱、半干旱荒漠地带，属半沙漠干旱高原大陆性气候，冬季寒冷
13、，夏季炎热，春秋干燥，日温差大。最高气温36.2，最低图1-1 矿井位置交通图气温-30.4，年平均降水量247.7mm，且多集中在7、8、9三个月内，年蒸发量3132.1mm3919.3mm，平均3486.1mm。常年以西北风为主，平均风速3.2m/s，最大风速24m/s。据中国地震动参数区划图（GB-18306-2001），本区地震动峰值加速度（g）为0.20，对照烈度8度，属于强震区预测范围。1.2 地质条件1.2.1 区域地层桌子山煤田是石炭二叠纪含煤建造，主要含煤地层为石炭系上统太原组（C2t）和二叠系下统山西组（P1s）。其上覆地层有二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒
14、子组（P2s）、石千峰组（P2sh）、二叠三叠系以及新生界第三系、第四系。其古地层区划古生代属华北地层大区，晋冀鲁豫地层区，鄂尔多斯地层分区，贺兰山桌子山小区。其区域地层特征见表1-1。1.2.2 区域构造桌子山煤田以桌子山背斜为主体构造，其西翼平缓，东翼较陡。西翼受岗德尔西来峰逆断层影响，表现为一不对称向斜，西翼较陡，东翼平缓，桌子山地区主要构造线方向均近于南北方向，主要构造有千里山阿尔巴斯逆断层，岗德尔西来峰逆断层，岗德尔背斜等。公乌素矿区位于桌子山煤田南部，西来峰逆断层以西拉什仲庙背斜向南倾没部分。桌子山煤田构造纲要简图见图1-2。1.2.3 井田地层矿区内地表大部为第四系风积砂覆盖，只在局部地区零星出露石炭系上统太原组、二叠系下统山西组地层。根据钻孔揭露及区域地层资料，核实区地层由老至新有：表1-1 桌子山煤田区域地层简表界系统组符号厚度（m）主要岩性新生界第四系Q0400砾石、砂砾石、风积沙、次生黄土第三系R0300砂砾岩、砾岩、砂质粘土夹钙质结核中生界白垩系下统志丹群K1z625棕红、灰绿、砂砾岩、砾岩、砂岩侏罗系中统安定组J
